Nas reações exotérmicas, a energia química é liberada na forma de calor para o ambiente. Quando as ligações dos reagentes se rompem, a energia é absorvida, mas quando as ligações dos produtos se formam, mais energia é liberada do que foi absorvida. Esse excesso de energia é liberado na forma de calor, fazendo com que a temperatura do ambiente aumente.

A mudança na energia interna de um sistema durante uma reação é igual ao fluxo de calor entre o sistema e a vizinhança. Numa reação exotérmica, a energia interna do sistema diminui porque o calor é liberado para o ambiente. Isto significa que a energia total dos produtos é inferior à energia total dos reagentes. A mudança de entalpia para uma reação exotérmica é negativa porque o calor é liberado do sistema para a vizinhança.